Analyse d'Applications Flot de Données pour la Compilation Multiprocesseur - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

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Analyse d'Applications Flot de Données pour la Compilation Multiprocesseur

Résumé

Embedded systems are hardware and software based equipment. They are subject to many constraints and must run without stopping. To define the behavior of these systems, dataflow programming models are often used. On one hand, this choice is motivated by the fact that dataflow models allow the description of cyclic behavior, which is needed for embedded systems ; secondly because the analysis of these models can provide essential guarantees of correctness and performance. The Kalray company provides an embedded architecture : the MPPA. It is accompanied by the ΣC programming language. This language allows to describe applications in the form of a well-known dataflow model : the Cyclo-Static Dataflow Graph (CSDFG). However, the dataflow graphs that are generated by this language are often too complex to be analysed with existing techniques. The objective of this thesis will be to provide algorithmic tools that solve the various stages of ΣC application analysis, but within a reasonable execution time, as on large instances. We study three different problems : the liveness, the throughput evaluation, and the buffer sizing. For each of these problems, we provide fast algorithmic methods, and we have experimentally verified their efficiency. The proposed methods are based on periodic scheduling. Therefore they provide approximate results without any guarantee of optimality. To overcome this weakness, we also offer new analysis tools based on K-periodic scheduling. This result generalizes our previous work and will allow us in the near future to design more efficient analyzing methods.
Les systèmes embarqués sont des équipements électroniques et informatiques, soumis à de nombreuses contraintes et dont le fonctionnement doit être continu. Pour définir le comportement de ces systèmes, les modèles de programmation dataflows sont souvent utilisés. Ce choix de modèle est motivé d'une part, parce qu'ils permettent de décrire un comportement cyclique, nécessaire aux systèmes embarqués ; et d'autre part, parce que ces modèles s'apprêtent à des analyses qui peuvent fournir des garanties de fonctionnement et de performance essentielles. La société Kalray propose une architecture embarquée, le MPPA. Il est accompagné du langage de programmation ΣC. Ce langage permet alors de décrire des applications sous forme d'un modèle dataflow déjà très étudié, le modèle Cyclo-Static Dataflow Graph(CSDFG). Cependant, les CSDFG générés par ce langage sont souvent trop complexes pour permettre l'utilisation des techniques d'analyse existantes. L'objectif de cette thèse est de fournir des outils algorithmiques qui résolvent les différentes étapes d'analyse nécessaires à l'étude d'une application ΣC, mais dans un temps d'exécution raisonnable, et sur des instances de grande taille. Nous étudions trois problèmes d'analyse distincts : le test de vivacité, l'évaluation du débit maximal, et le dimensionnement mémoire. Pour chacun de ces problèmes, nous fournissons des méthodes algorithmiques rapides, et dont l'efficacité a été vérifiée expérimentalement. Les méthodes que nous proposons sont issues de résultats sur les ordonnancements périodiques ; elles fournissent des résultats approchés et sans aucune garantie de performance. Pour pallier cette faiblesse, nous proposons aussi de nouveaux outils d'analyse basés sur les ordonnancements K-périodiques. Ces ordonnancements généralisent nos travaux d'ordonnancement périodiques et nous permettrons dans un avenir proche de concevoir des méthodes d'analyse bien plus efficaces.
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Dates et versions

tel-00922578 , version 1 (28-12-2013)
tel-00922578 , version 2 (13-02-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00922578 , version 2

Citer

Bruno Bodin. Analyse d'Applications Flot de Données pour la Compilation Multiprocesseur. Recherche opérationnelle [math.OC]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00922578v2⟩
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